C8750 Technologie a zpracování polymerů

Přírodovědecká fakulta
podzim 2009
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.
Vyučující
prof. RNDr. Milan Potáček, CSc. (přednášející)
Ing. Tomáš Veselý, CSc. (přednášející)
Garance
prof. RNDr. Milan Potáček, CSc.
Ústav chemie - Chemická sekce - Přírodovědecká fakulta
Předpoklady
Znalost makromolekulární chemie
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory
Cíle předmětu
Přednáška se zabývá rozdělením plastů podle vlastností do tříd pro zpracování, jejich úpravou a přísadami ke zpracování. Dále rozebírá reologické vlastnosti tavenin plastů a použité technologie na zpracování: lisování, kalandrování, vytlačování, vstřikování, vyfukování, máčení, natírání, odlévání a lití, zvlákňování, laminace. Lehčené a tenčené hmoty a jejich zpracování. Svařování a povrchové úpravy, obrábění.
Osnova
  • 1. Vliv struktury na vlastnosti a zpracovatelnost plastů Úvod, rozdělení plastů , tvar makromolekul organických polymerů, lineární polymery a jejich rozdělení podle krystalizační schopnosti, zesíťované polymery, fázový stav organických polymerů, struktura amorfního polymeru, struktura krystalického polymeru, vliv podmínek na krystalizaci polymerů, orientace krystalických polymerů, vliv relativní mol. hmotnosti na vlastnosti polymerů a zpracovatelnost plastů, vliv chemického složení na vlastnosti plastů, vliv struktury na užitné vlastnosti polymeru (životnost, změna vlastností apod.) 2. Vlastnosti a odolnosti plastů I Úvod - vliv technologie na konečné vlastnosti výrobků z plastů Polyolefiny - odolnost proti chemikáliím, povětrnostní stárnutí, tepelně oxidační degradace, fotochemická degradace, chlorsulfonovaný PE, chlorované polyetyleny. Polystyren - odolnost proti chemikáliím, tepelná a světelná degradace polystyrenu Fluoroplasty- PTFE - odolnost proti chemikáliím, odolnost vůči teplu, odolnost vůči povětr.stárnutí. PCTFE - odolnost proti chemikáliím, odolnost vůči teplu, účinek ionizujícího záření Akrylové a metakrylové polymery - odolnost vůči chemikáliím, odolnost vůči teplu, světlu a atm.stárnutí, odolnost vůči ionizujícímu záření. Polyestery - odolnost vůči chemikáliím, odolnost vůči teplu, světlu a atm.stárnutí Polykarbonáty Polyamidy - odolnost proti chemikáliím, odolnost vůči teplu, odolnost vůči světlu a povětrnostnímu stárnutí. 3. Vlastnosti a odolnosti plastů II Polyuretany Polyvinylchlorid - odolnost vůči chemikáliím, odolnost vůči teplu a světlu, odolnost vůči atmosferickému stárnutí, odolnost vůči ionizujícímu záření. Polyvinylidenchlorid, polyvinylalkohol, povinylacetaly, polyepoxidy, polyoxymetylen, chlorovaný polyether, polyfenylenoxid, polyfenylensulfid, polyketony, polysulfony, polyimidy 4. Modifikace polymerů Úvod, modifikace hnětením, homogenní systémy, mikroheterogenní systémy- vliv matričního polymeru, vliv kaučukové dispergované fáze, houževnatost dvoufázového systému, reologie polymerních slitin, příklady používaných dvoufázových systémů, mechanochemická modifikace-struktura a názvosloví kopolymerů, vznik aktivního centra mechanickým namáháním, mastikace směsi polymerů, chemické a fotochemické metody přípravy blokových a roubovaných kopolymerů, chemické modifikace polymerů - přeměny skupin polymeru, zavádění nových skupin do řetězce, přeměny spojené s změnou délky polymerního řetězce 5. Přísady a jejich vliv na vlastnosti a zpracovatelnost plastů I Úvod, změkčovadla - rozdělení podle účinku a chem.složení, použití pro různé polymery, změkčovadla pro PVC a pro ostatní polymery, maziva a separační činidla - rozdělení podle účinku, vysokomolekulární modifikátory - polymerní modifikátory houževnatosti (CPE, EVA, MBS, ABS, kaučuky), modifikátory tekutosti, plniva, výztuže a vazebné prostředky - charakteristika, druhy výztuží a plniv, skleněná plniva, ostatní materiály 6. Přísady a jejich vliv na vlastnosti a zpracovatelnost plastů II Vliv obsahu a délky vláken na vlastnosti kompozitu, apretační vazebné prostředky - silany, organotitanáty, ostatní vaz. prostředky, způsoby apretace povrchu plniva, pigmenty - anorganické a organické, hodnocení pigmentů, barvení plastů, opticky zjasňijící látky, nadouvadla - chmické a fyzikální, antistatika - použití, mechanismus působení, rozdělení antistatik, stabilizátory oxidace plastů, tepelné stabilizátory PVC a jeho kopolymerů - kovové a organické stabilizátory, světelné stabilizátory, zhášedla (retardéry hoření), biocidy 7. Reologické chování tavenin plastů Viskozita tavenin, první rozdíl normálových napětí, praktické využití znalostí reol. chování tavenin, jiné reologické projevy tavenin polymerů, narůstání za hubicí a jiné projevy normálových napětí, poruchy toku při vytlačování. 8. Zpracovatelské technologie I Doprava a skladování surovin, přípravné zpracování plastů - míchání a hnětení (míchací stroje - horizontální a vertikální, hnětací stroje - diskontinuální a kontinuální), granulace, tabletování, linky přípravného zpracování plastů, mletí a zpracování odpadu plastů Lisování a přetlačování - konstrukce lisů, způsob vyvození lis.síly - mechanické a hydraulické lisy, lisy pro přetlačování reaktoplastů, pomocná zařízení pro lisovaní a přetlačování reaktoplastů, lisy pro lisování skelných laminátů, etážové lisy pro lisování plochých výlisků, rotační lisy 9. Zpracovatelské technologie II Lisovací formy - hlavní části lisovací formy, rozdělení podle počtu tvarových dutin, podle konstrukce, podle přetoku, přetlačovací formy, společné části lisovacích a přetlačovacích forem, vyhazování výlisků, vytápění forem, technologie lisování Kalandrování (válcování) - typy kalandrů a jejich použití (konstrukce - válce, ložiska, stavění a křížení válců, vytápění válců, stojan kalandru, pohon), kalandrovací linky -výroba měkč.PVC fólií, tvrdých PVC fólií, nanášení polymerní fólie na podložku, ovládání kalandrovacích linek Vytlačování - pístové a šnekové vytlačovací stroje, jedno- a dvoušnekové vytlačovací stroje, hlavy vytlačovacího stroje - přímé, nepřímé, širokoštěrbinové, hlavy pro vytlačování sítí 10. Zpracovatelké technologie III Technologie s využitím vytl. strojů - vytlačování tribek a profilů, oplášťování, vytlačování desek a pásů, vytlačování plochých fólií, výroba pásků a vláken z fólií, vyfukované fólie, napěněné desky a fólie, nanášení taveniny plastu na papír širokoštěrbinovou hlavou, vliv technologických podmínek na vlastnosti vytlačovaných výrobků Vstřikování - stroje, plastikační a vstřikovací jednotka, uzavírací jednotka (vzájemná poloha vstřik. a uzavírací jednotky), pohonná, ovládácí a regulační technika, řízení a regulace vstřikovacích strojů Vstřikovací formy - určení násobnosti, vtoková soustava, odvzdušnění forem, základní způsoby vyhazování výstřiků z formy, temperování vstřik. forem, zásady navrhování výstřiků 11. Zpracovatelské technologie IV Technologie vstřikování - obecné zasady, vliv technol. podmínek na vlastnosti výstřiků, vstřikování plněných termoplastů, strukturních pěn, reaktoplastů, vícesložkové vstřikování, vstřikování sendvičů Výroba forem Vyfukování dutých těles - vytlačováním a vstřikováním, vyfukování s dloužením Tvarování za tepla - stroje, technologie, srovnání technologie tvarování a vstřikování 12. Zpracovatelské technologie V Zpracování kapalných systémů -mačení, natírání, odlévání a lití Lepení a lepidla - teorie adheze, příprava lepeného materiálu, nanášení lepidel, tvorba spoje, lepidla Kašírování, lakování a nátěrové hmoty - nanášecí techniky, typy nátěrových hmot Reakční vstřikování, zvlákňování - příprava hmoty, tvorba vlákna, fyzikální úpravy vlákna, nejznámější typy chemických vláken Výroba skelných laminátů - diskontinuální a kontinuální postupy 13. Zpracovatelské technologie VI Lehčení a lenčené hmoty na bázi plastů - úvod, rozdělení lehč.hmot, vznik lehčených struktur, lehčený PVC - lehčení chem.nadouvadly, fyzikálně-mechanické lehčení, lehčení plynnými reakčními zplodinami, lehčený PVC ze suchých směsí a z předpěněného kopolymeru, lehčený PS -předpěňování, napěňování, lehčené PUR - suroviny, měkký a tvrdý lehčený PUR, lehčené polyolefiny - suroviny, postupy, další lehčené plasty - fenoplasty, aminoplasty, polyimidy, polyestery Strukturní pěny , syntaktické pěny, vlastnosti lehčených plastů - mechanické, tepelné a další 14. Zpracovatelské technologie VII Doplňkové technologie - svařování (kontaktní, přídavným materiálem, vysokofrekvenční, ultazvukem, třením, zářením), povrchové úpravy ( potiskování, dezénování, leštění, pokovování, ochrana práškovými plasty, sametování), obrábění plastů
Literatura
  • Kůta, A. Technologie a zařízení pro zpracování kaučuků a plastů. VŠCHT Praha 1999.
  • Štěpek, J., Zelinger J., Kůta, A. Technologie zpracování a vlastnosti.SNTL 1989.
  • Tomis, F. Gumárenská a plastikářská technologie.FT VUT Brno,1987.
  • Ducháček, V. Polymery, výroba, vlastnosti, zpracování, použití. SNTL 1995.
  • Meissner, B., Zilvar, V. Fyzika polymerů. SNTL Praha 1993.
Výukové metody
přednáška
Metody hodnocení
Cyklus přednášek je ukončen ústní zkouškou.
Informace učitele
Zkouška ústní.
Další komentáře
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2007 - akreditace, jaro 2000, podzim 2010 - akreditace, jaro 2001, jaro 2002, jaro 2003, jaro 2004, jaro 2005, jaro 2006, podzim 2006, podzim 2007, podzim 2008, podzim 2010, podzim 2011 - akreditace.